kiến thức về VoIP phần 3

Chất lượng dịch vụ QoS là tập hợp các chỉ tiêu đặc trưng cho yêu cầu của từng loại lưu lượng cụ thể trên mạng bao gồm: độ trễ, jitter, tỷ lệ mất gói... Các chỉ tiêu này liên quan đến lượng băng thông dành cho mạng. Có nhiều biện pháp nhằm đảm bảo QoS được thực hiện. Để tối thiểu thời gian trễ của các gói thoại so với các gói của các dịch vụ khác, các gói thoại được truyền bởi giao thức UDP (User Datagram Protocol)....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
kiến thức về VoIP phần 3 Ch¬ng 3 C¸c biÖn ph¸p ®¶m b¶o chÊt lîng dÞch vô C HƯƠNG 3 C ÁC BI ỆN PHÁP ĐẢM BẢO CHẤTL Ư ỢNG DỊCH VỤ Ch ất lượng dịch vụ QoS là tập hợp các chỉ tiêu đ ặc trưng cho yêu cầu củatừng loại lưu lượng cụ thể trên mạng bao gồm: độ trễ, jitter, tỷ lệ mất gói... Cácchỉ tiêu này liên quan đ ến lượng băng thông dành cho m ạng. Có nhiều biện pháp nhằm đảm bảo QoS được thực hiện. Để tối thiểu thời giantrễ của các gói thoại so với các gói của các dịch vụ khác, các gói thoại đư ợc truyềnbởi giao thức UDP (User Datagram Protocol). Giao thức n ày không cung cấp cơchế truyền lại do vậy gói thoại sẽ được xử lý nhanh hơn. Để loại bỏ tiếng vọngngười ta sử dụng bộ triệt tiếng vọng ở các gateway. Và còn có các biện pháp sau: Nén tín hiệu thoại.- Các cơ chế đảm bảo chất lượng dịch vụ tại các nút mạng: Các thuật toán xếp- hàng (qu euing), cơ chế định hình lưu lượng (traffic shapping), các cơ chế tối ưu hoá đường truyền, các thuật toán dự đoán và tránh tắc nghẽn,...- Phương thức báo hiệu QoS. Chính sách QoS có vạch ra mong muốn thực hiện nhiệm vụ quản lý chấtlượng dịch vụ theo một kế hoạch cụ thể và thông qua hệ thống báo hiệu QoS để ralệnh cho các cơ chế chấp hành tại các nút mạng thực hiện nhiệm vụ đó. 3 .1 Nén tín hi ệu thoại Trong m ạng điện thoại thông thường tín hiệu thoại được mã hoã PCM theolu ật A hoặc Muy với tốc độ 64Kbps. Với cách m ã hoá này cho phép khôi phụcmột cách tương đối trung thực các âm thanh trong giải tần tiếng nói. Tuy nhiêntrong một số ứng dụng đặc biệt yêu cầu truyền âm thanh với tốc độ thấp hơn ví dụnhư truyền tín hiệu thoại trên mạng Internet. Từ đó đã xuất hiện một số kỹ thuậtm ã hoá và nén tín hiệu tiếng nói xuống tốc độ thấp cụ thể như G.723.1, G.729,G729A, và GSM. G.729 được ITU-T phê chuẩn vào năm 1995. Mặc dù đã đượcITU phê chuẩn hoá, diễn đ àn VoIP năm 1997 đã thoả thuận đề xuất G.723.1 thayth ế cho G.729. Tổ hợp công nghiệp trong đó dẫn đầu là Intel và Microsoft đ ã chấpnh ận hi sinh một chút chất lượng âm thanh để đạt được hiệu quả băng thông lớnhơn. Th ật vậy, G.723.1 yêu cầu 5,3/6,3 kbps trong khi G.729 yêu cầu 8 kbps. Việc Trang 62 Ch¬ng 3 C¸c biÖn ph¸p ®¶m b¶o chÊt lîng dÞch vôcông nhận tiêu chu ẩn nén và giải nén là một bước tiến quan trọng trong việc cảithiện độ tin cậy và chất lượng âm thanh. Về cơ bản các bộ mã hoá tiếng nói có ba loại: mã hoá d ạng sóng (wave form),m ã hoá nguồn (source) và mã hoá lai (hybrid) (nghĩa là kết hợp cả hai loại mã hoádạng trên). Nguyên lý bộ m ã hoá dạng sóng là mã hoá d ạng sóng của tiếng nói. Tại phíaphát, bộ m ã hóa sẽ nhận các tín hiệu tiếng nói tương tự liên tục và mã thành tínhiệu số trước khi truyền đi. Tại phía thu sẽ làm nhiệm vụ ngược lại để khôi phụctín hiệu tiếng nói. Khi không có lỗi truyền dẫn thì d ạng sóng của tiếng nói khôiphục sẽ rất giống với dạng sóng của tiếng nói gốc. Cơ sở của bộ mã hoã dạng sónglà: Nếu người nghe nhận được một bản sao dạng sóng của tiếng nói gốc th ì ch ấtlượng âm thanh sẽ rất tuyệt vời. Tuy nhiên, trong thực tế, quá trình mã hoá lại sinhra tạp âm lượng tử (mà thực chất là một dạng méo dạng sóng), song tạp âm lượngtử thường đủ nhỏ để không ảnh h ưởng đến chất lượng tiếng nói thu được. ưu điểmcủa bộ mã hoá lo ại n ày là: độ phức tạp, giá thành thiết kế, độ trễ và công suất tiêuthụ thấp. Người ta có thể áp dụng chúng để mã hoá các tín hiệu khác như: tín hiệubáo hiệu, số liệu ở dải âm thanh và đăc biệt với những thiết bị ở điều kiện nhấtđịnh thì chúng còn có kh ả năng m ã hoá được cả tín hiệu âm nhạc. Bộ mã hoá dạngsóng đơn giản nhất là điều xung mã (PCM), điều chế Delta (DM)... Tuy nhiên,nhược điểm của bộ mã hoá d ạng sóng là không tạo được tiếng nói chất lư ợng caotại tốc độ bit dư ới 16kbit/s, mà điều này được khắc phục ở bộ m ã hoá nguồn. Nguyên lý của m ã hoá nguồn là mã hoá kiểu phát âm (vocoder), ví dụ như bộm ã hoá dự báo tuyến tính (LPC). Các bộ mã hoá này có thể thực hiện được tại tốcđộ bít cỡ 2kbps. Hạn chế chủ yếu của bộ m ã hoá kiểu phát âm LPC là giả thiếtrằng: tín hiệu tiếng nói bao gồm cả âm hữu thanh và âm vô thanh. Do đó với âmhữu thanh thì nguồn kích thích bộ máy phát âm sẽ là một dãy các xung, còn vớicác âm vô thanh thì nó sẽ là một nguồn nhiễu ngẫu nhiên. Trong thực tế có rấtnhiều cách để kích thích cơ quan phát âm. Và để đơn giản hoá, người ta giả thiếtrằng chỉ có một điểm kích thích trong to àn bộ giai đoạn lên giọng của tiếng nói,dù cho đó là âm hữu thanh. Có rất nhiều phương pháp mô h ình hoá sự kích thích: Phương pháp kích thíchđa xung (MPE), phương pháp kích thích xung đ ều (RPE), phương pháp d ự đoántuyến tính kích thích m ã (CELP). Phần n ày sẽ tập trung chủ yếu giới thiệu phươngpháp dự đoán tuyến tính kích thích m ã CELP. Hiện nay phương pháp này đ ã trởthành công nghệ chủ yếu cho m ã hoá tiếng nói tốc độ thấp. Trang 63 Ch¬ng 3 C¸c biÖn ph¸p ®¶m b¶o chÊt lîng dÞch vô 3 .1.1 Nguyên lý chung c ủa bộ m ã hoá CELP Phương pháp CELP có nhược điểm là có một thủ tục đòi hỏi tính toán nhiềunên khó có thể thực hiện trong thời gian thực. Vậy có một phương pháp làm đơngiản hoá thủ tục soát bảng m ã sao cho không ảnh hưởng tới chất lượng tiếng nói.Đó là phương pháp sử dụng các bảng m ã đ ại số ACELP (Algebraic CELP) trongđó các bảng m ã được tạo ra nhờ các mã sửa lỗi nhị phân đặc biệt. Và để nâng caohiệu quả rà soát bảng mã, người ta sử dụng các bảng mã đại số có cấu liên kết CS-ACELP (Conjugate-Structure ACELP). Khuyến nghị G729 đưa ra nguyên lý củabộ mã hóa tiếng nói sử dụng phương pháp CS-ACELP mã hoá tiếng nói tốc độ8kbps. 3 .1.2 Nguyên lý mã hoá CS - ACELP Tín hiệu PCM 64kbps đầu vào được đưa qua bộ m ã hoá ...